玻璃基板可靠度有待驗證　產學研投入TGV電氣、機械性質關鍵

玻璃通孔（TGV）金屬化是發展玻璃基板封裝的關鍵技術指標。李建樑攝

台灣供應鏈指出，高階載板所需的Low CTE玻纖布供應持續吃緊，次世代高階載板所使用的玻璃核心（Glass Core）目前仍處於技術驗證與供應鏈建構階段，仍須克服材料脆性、玻璃通孔（TGV）金屬化一致性、加工與可靠度驗證等挑戰。

而學界研究發現，隨著電子半導體元件線路密度以及功率快速增加，高分子材料基板逐漸不敷高頻以及高瓦數元件的使用，玻璃基板已成為趨勢。

據業界分析，AI晶片所需的高階ABF載板持續朝大尺寸、高層數與高密度方向發展，製程複雜度與生產週期同步提高，加上良率、材料供應及客戶認證等限制，供給擴張速度相對有限。

在先進封裝技術方面，AI晶片封裝規模持續擴大，推動CoWoS朝更大中介層與封裝面積發展，也使載板面臨翹曲、共平面性、訊號完整性與供電效能等更嚴格挑戰。

學界研究指出，矽光子封裝是下一代先進封裝技術的核心，其中關鍵技術的共同封裝光學（CPO），將採用銅-銅（Cu-Cu）直接鍵合進行垂直整合，並在晶片（Chip）與晶圓（Wafer）間使用玻璃基板進行銅佈線。相較傳統錫（Sn）製程，純銅線路能降低接觸電阻、減少訊號損失、縮短傳輸路徑，並改善晶片散熱問題。

然而，封裝材料在反覆熱循環條件下所承受之熱應力問題日益顯著，其中翹曲（warpage）與界面剪切應力集中，已成為影響2.5D/3D封裝長期可靠度的重要因素。特別是在矽晶片與高分子封裝材料組成之異質結構中，由於材料間熱膨脹係數差異甚大，容易在溫度變化過程中誘發界面劣化與結構變形。

目前發展中的玻璃通孔（TGV）金屬化，是發展玻璃基板封裝的關鍵技術指標，但仍有技術瓶頸，包括高縱深TGV金屬化極為不易；須處理玻璃和金屬銅間因熱膨脹係數差異所導致的熱應力問題。

因此，如何全面提升TGV的電氣特性、機械性質及熱可靠度，建立玻璃基板封裝所需的關鍵技術是目前學界研發的項目之一。

學界指出，IC與中介層（Interposer）多採用以化學氣相沉積（CVD）或物理氣相沉積（PVD）為主的乾式製程作為種子層的金屬化；而IC載板與PCB則以濕製程的無電鍍沉積為主。與乾式金屬化相較，無電鍍被認為是一成熟製程且具強大成本及量產性優勢，但無法應用在中介層及IC中極細線路的製程中。台灣的無電鍍技術勢必要再升級，才能因應次世代基板的需求。

責任編輯：許經儀